CN112038881A - 泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器及高效转化方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学参量振荡技术领域，泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器，第一腔镜和第二腔镜是平凹镜，位于同一直线上；第三腔镜和第四腔镜是平面镜，位于同一直线上，非线性晶体位于第一腔镜和第二腔镜中间，压电陶瓷固定在第三腔镜的外表面；第一二分之一波片、电光相位调制器、第二二分之一波片和模式匹配透镜从左往右依次设置在泵浦激光器和第一腔镜之间，滤波片设置在第二腔镜的透射端，光电探测器设置在滤波片的后方；本发明基于实际高斯光束，采用泵浦光腔增强的双共振OPO技术，通过OPO腔内泵浦光的相干共振实现功率的无源放大，从而提高光学参量振荡器泵浦光光子的转换效率。

Description

泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器及高效转化方法

技术领域

本发明涉及光学参量振荡技术领域，具体是一种泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器及高效转化方法。

背景技术

光学参量振荡器(OPO)是波长可调谐的相干光源，它能够将一束泵浦光通过二阶非线性相互作用转换为两束频率较低的信号光和闲频光。通过对非线性晶体进行温度调谐或者对多周期的周期极化晶体进行精确的位置控制，可以在很宽的频率范围内实现调谐，是可调谐红外激光输出的重要手段之一。作为光学参量振荡器泵浦源的固体激光器和光纤激光器的快速发展促进了光学参量振荡器技术的迅速发展，到目前为止，光学参量振荡器已经在分子光谱学遥感、医疗卫生、光谱分析、军事对抗以及光通信等领域获得重要的应用价值和应用前景。

光学参量振荡器按其谐振的方式可分为信号光在腔内共振的单共振光学参量振荡器，信号光与闲频光同时在腔内共振的双共振光学参量振荡器，信号光、闲频光及泵浦光三者在腔内同时共振的三共振光学参量振荡器。通常，单共振光学参量振荡器的泵浦阈值较高，双共振和三共振系统的泵浦阈值较低，但是单共振光学参量振荡器在转换效率，稳定性和调谐范围方面都优于双共振和三共振光学参量振荡器。

研究表明，在平面波近似下，单共振光学参量振荡器的泵浦光强度与泵浦光阈值强度之比(即泵浦倍率)达到2.43时，泵浦光光子可以实现100％的完全转化。实际上，泵浦光、信号光和闲频光的空间分布通常为高斯型的，由于高斯光束强度的空间分布不均匀性，致使其转化效率也存在空间非均匀性。当泵浦高斯光束的泵浦倍率为6.5时，泵浦光的光子转换效率最高只能达到71％，相比于平面波近似结果存在很大的差异。

发明内容

本发明针对目前尚无一种基于高斯光束的高效率光学参量振荡器的问题，提供了一种泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器及高效转化方法。

为达到上述目的本发明采用了以下技术方案：

泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器，包括泵浦激光器、第一二分之一波片、电光相位调制器、第二二分之一波片、模式匹配透镜、“8”字环形腔、滤波片、光电探测器以及实现泵浦光腔增强的PDH频率锁定系统；

所述的“8”字环形腔包括第一腔镜、第二腔镜、第三腔镜、第四腔镜、非线性晶体以及压电陶瓷，所述第一腔镜和第二腔镜是平凹镜，位于同一直线上；所述第三腔镜和第四腔镜是平面镜，位于同一直线上，所述非线性晶体位于第一腔镜和第二腔镜中间，所述压电陶瓷固定在第三腔镜的外表面；

所述的PDH锁频系统包括电光相位调制器、射频信号源、移相器、混频器、低通滤波器、PID控制器和高压放大器，所述射频信号源的输出端分别连接电光相位调制器的输入端和移相器的输入端，所述混频器的两个输入端分别连接移相器的输出端和光电探测器的输出端，所述混频器的输出端连接低通滤波器的输入端，所述PID控制器的输入端连接低通滤波器的输出端，所述高压放大器的输入端连接PID控制器的输出端，所述高压放大器的输出端连接到泵浦激光器的调制端口；

所述第一二分之一波片、电光相位调制器、第二二分之一波片和模式匹配透镜从左往右依次设置在泵浦激光器和第一腔镜之间，所述滤波片设置在第二腔镜的透射端，所述光电探测器设置在滤波片的后方。

进一步，所述第一二分之一波片、第二二分之一波片和模式匹配透镜镀有泵浦光的增透膜，所述“8”字环形腔中的第一腔镜作为泵浦光的输入耦合腔镜，外侧镀有泵浦光的增透膜，内侧镀有信号光的高反膜和泵浦光的半透膜，泵浦光的半透膜反射率的最佳值由系统的阻抗匹配决定，所述第二腔镜7作为闲频光的耦合输出腔镜，外侧镀有闲频光的增透膜，内侧镀有泵浦光和信号光的高反膜以及闲频光的增透膜，所述第三腔镜内侧镀有泵浦光和信号光的高反膜，外侧不镀膜，所述第四腔镜作为信号光的耦合输出腔镜，外侧镀有信号光的增透膜，内侧镀有泵浦光的高反膜和信号光的半透膜，信号光的半透膜的反射率大小决定参量振荡器的振荡阈值，其反射率大于95％，所述滤波片呈45度放置并镀有闲频光的高反膜和泵浦光的增透膜，使产生的闲频光和透射的泵浦光分开。

泵浦光高效转化方法，泵浦激光器产生泵浦光输出，通过第一二分之一波片对泵浦光的偏振状态进行调整后，入射到电光相位调制器对泵浦光进行高频相位调制，调制后的泵浦光再经过第二二分之一波片对偏振方向进行调整，并通过模式匹配透镜对光束半径进行变换后，耦合到“8”字环形腔内，并在腔内形成自再现腔模；从第二腔镜透射的少量泵浦光，经过滤波片滤除闲频光之后，进入光电探测器中；射频信号源输出的高频信号一路用来驱动电光相位调制器对入射泵浦光进行高频相位调制，另一路经过移相器移相后与光电探测器输出的电信号一起输入混频器中进行乘法处理，混频后的信号通过低通滤波器滤掉高频项之后得到误差信号；产生的误差信号由PID控制器和高压放大器组成的电子伺服系统反馈到泵浦激光器的调制端口，实现泵浦光在腔内的共振增强，“8”字环形腔内共振增强的泵浦光通过非线性晶体，并在参量相位匹配条件下在“8”字环形腔内进行参量振荡，产生信号光和闲频光；其中，产生的信号光在腔内共振，并从“8”字环形腔的第四腔镜耦合输出，产生的闲频光则直接从“8”字环形腔的第二腔镜耦合输出。

泵浦光在谐振腔内共振增强能有效提高光学参量振荡器的转化效率。泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器的泵浦光光子转换效率取决于泵浦光输入腔镜即“8”字环形腔第一腔镜对泵浦光的反射率和输入泵浦光功率与泵浦阈值的比值即入射泵浦倍率这两个参数。研究表明泵浦光耦合到腔内后共振的功率与入射功率之比即泵浦光的腔增强因子可以表示为：

它反映了谐振腔对泵浦激光的放大程度，公式中P_c,p是腔内泵浦光功率，P_in,p是输入泵浦光功率，

和

分别为腔内共振泵浦光和入射泵浦光的功率泵浦倍率，R_in,p为第一腔镜上泵浦光的半透膜对泵浦光的强度反射率，δ_p指的是除第一腔镜外其它腔镜对泵浦光的透射衰减、非线性晶体对泵浦光的反射吸收等线性损耗，η_G指的是参量转换过程中对泵浦光的非线性损耗，即腔内泵浦光的光子转换效率。当第一腔镜对泵浦光的透射损耗与“8”字环形腔其他腔镜及晶体对泵浦光的损耗相等时即R_in,p＝(1-δ_p)(1-η_G)，系统达到阻抗匹配，此时腔增强因子E_p最大，因此δ_p一定时，阻抗匹配取决于R_in,p和η_G。考虑到泵浦光是高斯光束，其截面上的光强满足高斯函数分布，因此腔内泵浦光的光子转换效率应对横截面积分，其表达式为：

其中，l为晶体长度，r为光束半径，r₀为泵浦强度等于泵浦阈值强度时的光束半径，w_p为泵浦光高斯光束半径，I_c,p为腔内泵浦光中心光强，Γ′为增益系数，可以表示为

式中ω为激光角频率，n为非线性晶体的折射率，i代表闲频光，p代表泵浦光，c为光在真空中的光速，χ_eff表示晶体的有效非线性系数，A_s为信号光振幅。腔内泵浦光横截面上的光强泵浦倍率为：

其中，

是泵浦光的阈值光强，R₁、R₂、R₃、R₄分别为“8”字环形腔四个腔镜对信号光的光强反射率。最后，腔增强后的泵浦光光子转换效率定义为转换的闲频光光子数与入射的泵浦光的光子数的比值，即：

式中P_i是闲频光功率。当η_G＝1-(1-δ_p)R_in,p时，

取最大值，然而通常情况下，δ_p远小于1，可以被忽略，因此η_G近似等于1-R_in,p即入射腔镜对泵浦光的透射率与腔内泵浦光的非线性损耗相等，这表明当系统满足阻抗匹配时，腔增强泵浦光的光子转化效率可以达到最大值。在R₁、R₂、R₃、R₄已知的情况下，联合以上四式，可以获得腔增强泵浦光光子转换效率

与第一腔镜对泵浦光的反射率R_in,p和输入泵浦倍率

的函数关系，研究表明，通过泵浦光腔增强的光学参量振荡技术，在泵浦光阻抗匹配的区域内可以实现高的转换效率，理论上泵浦光光子可以达到100％的完全频率转换。需要注意的是输入泵浦倍率

不同，腔内泵浦光的光子转换效率η_G不同，阻抗匹配区域所对应的第一腔镜对泵浦光的反射率R_in,p也不同，具体实施时要注意输入泵浦倍率和最佳泵浦光输入腔镜反射率相对应。在实际情况下，由于谐振腔内存在信号光和闲频光的线性损耗，因此信号光的提取效率还受谐振腔自身逃逸效率η_逃逸＝T_s/(T_s+V_s)的影响，其中T_s表示信号光输出腔镜的透射率，V_s表示除输出腔镜外信号光在腔内传播一周的线性损耗。逃逸效率越大，OPO信号光的提取效率越高，因此在实际操作过程中要使V_s远小于T_s。

与现有技术相比本发明具有以下优点：

1、本发明基于实际高斯光束，采用泵浦光腔增强的双共振OPO技术，通过OPO腔内泵浦光的相干共振实现功率的无源放大，从而提高光学参量振荡器泵浦光光子的转换效率；

2、本发明通过泵浦光腔增强技术可以有效减小单共振光学参量振荡器的振荡阈值，从而减小所需泵浦源的最大输出功率，有利于装置的小型化和集成化。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中腔增强泵浦光光子转化效率

与泵浦输入腔镜反射率R_in,p和输入泵浦倍率

的函数关系的等高线图；

图3是图2的局部放大图；

图1中，泵浦激光器—1、第一二分之一波片—2、电光相位调制器—3、第二二分之一波片—4、模式匹配透镜—5、第一腔镜—6、第二腔镜—7、第三腔镜—8、第四腔镜—9、非线性晶体—10、压电陶瓷—11、滤波片—12、光电探测器—13、射频信号源—14、移相器—15、混频器—16、低通滤波器—17、PID控制器—18、高压放大器—19。

具体实施方式

为了进一步阐述本发明的技术方案，下面通过实施例对本发明进行进一步说明。

结合图1说明，泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器包括泵浦激光器1、第一二分之一波片2、电光相位调制器3、第二二分之一波片4、匹配透镜5、“8”字环形腔、滤波片12、光电探测器13以及实现泵浦光腔增强的PDH频率锁定系统；

所述的“8”字环形腔包括第一腔镜6，第二腔镜7，第三腔镜8，第四腔镜9，非线性晶体10以及压电陶瓷11，其中，第一腔镜6和第二腔镜7是平凹腔镜，位于同一条直线上，第三腔镜8和第四腔镜9是平面腔镜，位于同一直线上，非线性晶体10位于第一腔镜6和第二腔镜7中间，压电陶瓷11固定在第三腔镜8的外表面；

所述第一二分之一波片2、电光相位调制器3、第二二分之一波片4和模式匹配透镜5从左往右依次设置在泵浦激光器1和第一腔镜6之间，第二腔镜7的透射端设有45度放置的滤波片12，滤波片后设有光电探测器13；用于实现泵浦光腔内共振的PDH锁频系统包括电光相位调制器3、射频信号源14、移相器15、混频器16，低通滤波器17，PID控制器18，高压放大器19，其中，相位调制器3位于8字环形腔的第一腔镜6之前，射频信号源14的输出端分别连接相位调制器3的输入端和移相器15的输入端，混频器16的两输入端分别连接移相器15的输出端和光电探测器13的输出端，混频器16的输出端连接低通滤波器17的输入端，PID控制器18的输入端连接低通滤波器17的输出端，高压放大器19的输入端连接PID控制器18的输出端，高压放大器19的输出端连接到泵浦激光器1的调制端口。

本实施例的泵浦激光1产生1.064μm波段附近的线偏振泵浦光输出，通过第一二分之一波片2将光的偏振方向调整为竖直方向并入射到电光相位调制器3中对泵浦激光进行高频相位调制，第二二分之一波片4将高频调制后的泵浦光的偏振方向调整为竖直方向，使其在非线性晶体10中与产生的信号光和闲频光满足相位匹配，模式匹配透镜5对光束半径进行变换，与“8”字环形腔中泵浦光的自再现模实现模式匹配。变换后的泵浦光从第一腔镜6入射耦合到“8”字环形腔内，先后经过第二腔镜7、第三腔镜8、第四腔镜9后行进一周返回到第一腔镜6与入射泵浦光重合。由第二腔镜7透射的少量泵浦光，经过滤波片12滤除闲频光之后，进入光电探测器13中，光电探测器13将接受到的泵浦光强转化为电信号，该电信号的相位信息中已经包含了泵浦光在“8”字环形腔中的共振频率信息。射频信号源14输出的高频信号一路用来驱动电光相位调制器3对入射泵浦光进行高频相位调制，另一路经过移相器15移相后与光电探测器13输出的电信号一起输入混频器16中进行乘法处理，混频后的信号通过低通滤波器17滤掉高频项之后得到携带腔频率信息的色散微分低频信号即误差信号。产生的误差信号由PID控制器18和高压放大器19组成的电子伺服系统反馈到泵浦激光器1的调制端口，通过改变泵浦激光器1的输出频率，使其与“8”字环形腔的本征模频率一致，从而实现泵浦光在腔内的共振增强。“8”字环形腔内共振增强的1.064μm泵浦光通过非线性晶体10，并在参量相位匹配条件下在谐振腔进行参量振荡，产生1.4μm的信号光和3.8μm的中红外闲频光。本实施例的非线性晶体10采用掺杂MgO浓度为5mol％的周期极化铌酸锂晶体(MgO：PPLN)，晶体尺寸为50mm×1.5mm×1mm(长×宽×高)，产生的1.4μm信号光在腔内共振，并从“8”字环形腔的第四腔镜9耦合输出，产生的3.8μm闲频光则直接从“8”字环形腔的第二腔镜7耦合输出。

本实施例中，第一二分之一波片2、第二二分之一波片4和模式匹配透镜5镀1.064μm泵浦光的增透膜，“8”字环形腔中的第一腔镜6作为泵浦光的输入耦合腔镜，外侧镀1.064μm的增透膜，内侧镀1.4μm信号光的高反膜和1.064μm泵浦光的半透膜，泵浦光的半透膜反射率的最佳值由系统的阻抗匹配决定，第二腔镜7作为3.8μm的中红外闲频光的耦合输出腔镜，外侧镀3.8μm闲频光的增透膜，内侧镀1.064μm泵浦光、1.4μm信号光的高反膜和3.8μm闲频光的增透膜，第三腔镜8内侧镀1.064μm泵浦光和1.4μm信号光的高反膜，外侧不镀膜，第四腔镜9作为1.4μm信号光的耦合输出腔镜，外侧镀1.4μm信号光的增透膜，内侧镀1.064μm泵浦光的高反膜和1.4μm信号光的半透膜，信号光的半透膜的反射率大于95％，其反射率的大小决定参量振荡器的振荡阈值。以上四个腔镜镀膜参数的设置是为了保证1.064μm泵浦光和1.4μm信号光在“8”字环形腔内共振，而产生的3.8μm的中红外闲频光则直接从第二腔镜7输出，其中，所有高反膜的反射率均为R>99.8％。滤波片12需斜45度放置，镀3.8μm闲频光的高反膜和1.064μm泵浦光的增透膜，从而滤掉闲频光，使泵浦光进入后面的光电探测器13中。

具体实施时，腔增强泵浦光光子转换效率由泵浦光输入腔镜即“8”字环形腔中的第一腔镜6对泵浦光的反射率和输入泵浦光功率与泵浦阈值的比值即输入泵浦倍率这两个参数决定。图2所示为本实施例中当第四腔镜9对信号光的反射率为98.5％时，腔增强泵浦光光子转换效率

随着泵浦输入腔镜反射率R_in,p和输入泵浦倍率

变化的函数关系。从图中可以看出，通过泵浦光腔增强的光学参量振荡技术，在泵浦光阻抗匹配的区域内即图中的深色区域内可以实现高的转换效率，理论上泵浦光光子可以达到100％的完全频率转换；随着输入泵浦倍率的增加，高效转换区域先向低反射率方向移动，当输入泵浦倍率大于5时，高效功率转换区又向高反射率方向移动，直到泵浦倍率为大于35时，高效转化区域对应的泵浦输入腔镜反射率接近90％，且区域变得很窄，实验上不易操作。因此具体实施时要注意输入泵浦倍率和最佳泵浦光输入腔镜反射率相对应。本实施例中信号光在腔内的线性损耗为0.7％，则从第四腔镜9输出的信号光提取效率为腔增强泵浦光光子转换效率乘以腔的逃逸效率，即最大的信号光提取效率为68.2％

在本发明的其它实施例中，泵浦激光器1可以为任意波长可调谐激光器，“8”字环形腔可以采用两镜F-P腔代替，非线性晶体10可以是KTP晶体，LBO晶体，PPKTP晶体，PPLN晶体等，在光学参量振荡过程中可以采用I类温度匹配、II类角度匹配来实现相位匹配，或者利用周期极化晶体来实现准相位匹配。为了调节光路和锁频，第三腔镜8外侧的压电陶瓷11需要低频三角波信号驱动来实现对“8”字环形腔腔长的扫描，从而获得泵浦光的透射腔模，应当注意的是当入射泵浦光是可见光或者紫外光波段且功率较高时，由于非线性晶体10的热效应会导致腔透射峰不对称，曲线严重偏离洛伦兹型，影响泵浦激光到腔模的频率锁定，因此可以利用热效应较小的晶体或者采用松散聚焦的谐振腔结构和参数来改善透射曲线的不对称性。光电探测器13应具有直流或低频探测功能，以便对第二腔镜7后的透射泵浦光功率的变化进行监视，还应有射频信号探测能力，以实现锁频过程中外差光谱信号的探测，另外光电探测器13还应具有高的灵敏度和响应速度。用于实现泵浦光腔内共振的锁频技术可以采用PDH锁频技术、低频调制技术等其它锁频技术，其中PDH锁频技术既可以用腔的透射光进行锁频，也可以用反射光进行锁频，相比于从反射信号提取误差信号的方法，使用透射腔模可以避免由于偏振、匹配模式不佳及入射到光电探测器13表面的激光角度变化等因素引起的误差信号的畸变和信噪比的下降。

以上显示和描述了本发明的主要特征和优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (3)

1.泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器，其特征在于：包括泵浦激光器(1)、第一二分之一波片(2)、电光相位调制器(3)、第二二分之一波片(4)、模式匹配透镜(5)、“8”字环形腔、滤波片(12)、光电探测器(13)以及实现泵浦光腔增强的PDH频率锁定系统；

所述的“8”字环形腔包括第一腔镜(6)、第二腔镜(7)、第三腔镜(8)、第四腔镜(9)、非线性晶体(10)以及压电陶瓷(11)，所述第一腔镜(6)和第二腔镜(7)是平凹镜，位于同一直线上；所述第三腔镜(8)和第四腔镜(9)是平面镜，位于同一直线上，所述非线性晶体(10)位于第一腔镜(6)和第二腔镜(7)中间，所述压电陶瓷(11)固定在第三腔镜(8)的外表面；

所述的PDH锁频系统包括电光相位调制器(3)、射频信号源(14)、移相器(15)、混频器(16)、低通滤波器(17)、PID控制器(18)和高压放大器(19)，所述射频信号源(14)的输出端分别连接电光相位调制器(3)的输入端和移相器(15)的输入端，所述混频器(16)的两个输入端分别连接移相器(15)的输出端和光电探测器(13)的输出端，所述混频器(16)的输出端连接低通滤波器(17)的输入端，所述PID控制器(18)的输入端连接低通滤波器(17)的输出端，所述高压放大器(19)的输入端连接PID控制器(18)的输出端，所述高压放大器(19)的输出端连接到泵浦激光器(1)的调制端口；

所述第一二分之一波片(2)、电光相位调制器(3)、第二二分之一波片(4)和模式匹配透镜(5)从左往右依次设置在泵浦激光器(1)和第一腔镜(6)之间，所述滤波片(12)设置在第二腔镜(7)的透射端，所述光电探测器(13)设置在滤波片(12)的后方。

2.根据权利要求1所述的泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器，其特征在于：所述第一二分之一波片(2)、第二二分之一波片(4)和模式匹配透镜(5)镀有泵浦光的增透膜，所述“8”字环形腔中的第一腔镜(6)作为泵浦光的输入耦合腔镜，外侧镀有泵浦光的增透膜，内侧镀有信号光的高反膜和泵浦光的半透膜，所述第二腔镜(7)作为闲频光的耦合输出腔镜，外侧镀有闲频光的增透膜，内侧镀有泵浦光和信号光的高反膜以及闲频光的增透膜，所述第三腔镜(8)内侧镀有泵浦光和信号光的高反膜，外侧不镀膜，所述第四腔镜作为信号光的耦合输出腔镜，外侧镀有信号光的增透膜，内侧镀有泵浦光的高反膜和信号光的半透膜，所述信号光的半透膜的反射率大于95％，所述滤波片(12)呈45度放置并镀有闲频光的高反膜和泵浦光的增透膜，使产生的闲频光和透射的泵浦光分开。

3.一种用于权利要求1所述的泵浦光腔增强双共振光学参量振荡器的泵浦光高效转化方法，其特征在于：泵浦激光器(1)产生泵浦光输出，经过第一二分之一波片(2)对泵浦光的偏振状态进行调整后，入射到电光相位调制器(3)中对泵浦光进行高频相位调制，调制后的泵浦光再经过第二二分之一波片(4)对偏振方向进行调整，并通过模式匹配透镜(5)对光束半径进行变换后，耦合到“8”字环形腔内，并在腔内形成自再现腔模；从第二腔镜(7)透射的少量泵浦光，经过滤波片(12)滤除闲频光之后，进入光电探测器(13)中；射频信号源(14)输出的高频信号一路用来驱动电光相位调制器(3)对入射泵浦光进行高频相位调制，另一路经过移相器(15)移相后与光电探测器(13)输出的电信号一起输入混频器(16)中进行乘法处理，混频后的信号通过低通滤波器(17)滤掉高频项之后得到误差信号；产生的误差信号由PID控制器(18)和高压放大器(19)组成的电子伺服系统反馈到泵浦激光器(1)的调制端口，实现泵浦光在腔内的共振增强，“8”字环形腔内共振增强的泵浦光通过非线性晶体(10)，并在参量相位匹配条件下在“8”字环形腔内进行参量振荡，产生信号光和闲频光；其中，产生的信号光在腔内共振，并从“8”字环形腔的第四腔镜(9)耦合输出，产生的闲频光则直接从“8”字环形腔的第二腔镜(7)耦合输出。

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